本实用新型专利技术公开了一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置，包括中红外激光器、电机、外调制滤光片、反射镜片组、双波长热释电红外探测器、两个全桥整流器和差分放大器。本实用新型专利技术采用中红外激光器发射非分散以及大功率的红外激光光源，并使用光学外调制技术使得大功率的红外光源本身可以连续稳定发光，通过反射镜片组实现多次反射增加通光路径以提高气体检测的灵敏度，并且使用双波长以及差分放大实现差分检测扣除红外光源自身功率波动造成的气体检测准确度的影响。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及挥发气体检测
，具体涉及一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置。
技术介绍
管道设备用于输送油气具有较多优点，便于管理和控制，同时成本费用又较低。但随着长时间的运行磨损、设备的自然老化等原因，泄漏故障时有发生，特别是石油化工行业的输送管道一旦发生泄漏事故，将造成严重的环境污染和危险事故，带来大量的经济损失。建立管道泄漏故障监测系统及时准确的报告事故的范围和程度可以最大限度的减少经济损失和环境污染。由于石油挥发出来的气体属于可燃气体，因此通常采用可燃气体检测的方式来对泄漏进行检测和量化，但重油泄漏后，由于其挥发性能很差，达不到爆炸下限的1％，传统式的催化燃烧以及电化学反应式的可燃气体探测器几乎检测不到，这一点在国内外众多重油储运装置事故中并不罕见。另外催化燃烧的催化剂失效及催化剂的中毒，是该传感器的致命弊病。催化燃烧传感器均存在寿命因素，最长寿命为空气中2年，基本在6个月后灵敏度就会不断的下降，需要通过反复的调试才能够维持使用。普通红外式的可燃气体检测装置也由于电调制红外光源功率较小，无法使用多次反射镜片加长通光路径来提高检测精度，难以实现低浓度的重油挥发物的检测。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：本技术提供了一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置，包括中红外激光器、电机、外调制滤光片、反射镜片组、双波长热释电红外探测器、两个全桥整流器和差分放大器；所述外调制滤光片固定于所述电机的转轴上，所述中红外激光器、所述外调制滤光片以及所述反射镜片组依次光路耦合连接，所述反射镜片组与所述双波长热释电红外探测器光路连接，所述双波长热释电红外探测器与两个全桥整流器均电性连接，每一个全桥整流器均与所述差分放大器电性连接，其中，所述反射镜片组置于被测挥发气体环境中。本技术的有益效果为：采用中红外激光器发射非分散以及大功率的红外激光光源，并使用光学外调制技术使得大功率的红外光源本身可以连续稳定发光，通过反射镜片组实现多次反射增加通光路径以提高气体检测的灵敏度，并且使用双波长以及差分放大实现差分检测扣除红外光源自身功率波动造成的气体检测准确度的影响。在上述技术方案的基础上，本技术还可以作出如下的改进。进一步的，所述中红外激光器为通过金属合金丝加热后发射出波长为2～5um，功率大于2W的中红外光源的发光器件。所述进一步的有益效果为：中红外激光器发射出中红外光源的波长为2～5um，功率大于2W，属于非分散的红外光源(2～5um波长比较密集集中)和大功率的红外光源，红外光源的信号强。进一步的，所述外调制滤光片为固定于电机转轴上的挡光板。所述进一步的有益效果为：外调制滤光片随着电机的转动，对中红外激光器发射的中红外光源进行周期性的阻挡，产生明暗调制，通过调节电机的转速能实现对中红外光源明暗调制的频率。进一步的，所述反射镜片组包括两个半径相同的第一镜片和一个半径为第一镜片半径两倍的第二镜片，两个第一镜片放置于同一平面上，第二镜片与两个第一镜片互为对面放置。所述进一步的有益效果为：使用3个镜片组成反射镜片组，使得光线在各镜片之间来回反射增加光线在被测挥发气体的空间内通过的路径长度，以提高检测被测挥发气体的灵敏度。进一步的，所述双波长热释电红外探测器为具有两个感光面的红外光探测器。所述进一步的有益效果为：双波长热释电红外探测器将被检测气体的光信号和参考气体的光信号分离开来，利用差分法检测气体，能够消除光源自身功率波动造成的影响。附图说明图1为本技术实施例提供的一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置连接示意图。附图中，各标号对应的各部件的名称如下：1、中红外激光器，2、电机，3、外调制滤光片，4、反射镜片组，5、双波长热释电红外探测器，6、全波整流器，7、差分放大器。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。实施例、一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置。参见图1，本实施例提供的重油挥发检测装置包括中红外激光器1、电机2、外调制滤光片3、反射镜片组4、双波长热释电红外探测器5、两个全桥整流器6和差分放大器7；所述外调制滤光片3固定于所述电机2的转轴上，所述中红外激光器1、所述外调制滤光片3以及所述反射镜片组4依次光路耦合连接，所述反射镜片组4与所述双波长热释电红外探测器5光路连接，所述双波长热释电红外探测器5与两个全桥整流器6均电性连接，每一个全桥整流器6均与所述差分放大器7电性连接，其中，所述反射镜片组4置于被测挥发气体环境中。其中，所述中红外激光器1为通过金属合金丝加热后发射出波长为2～5um，功率大于2W的中红外光源的发光器件，所述外调制滤光片3为固定于电机2转轴上的挡光板。所述反射镜片组4包括两个半径相同的第一镜片和一个半径为第一镜片半径两倍的第二镜片，两个第一镜片放置于同一平面上，第二镜片与两个第一镜片互为对面放置。所述双波长热释电红外探测器5为具有两个感光面的红外光探测器。采用本实施例提供的重油挥发检测装置的工作原理为：中红外激光器发射出波长为2～5um、功率大于2W的红外光源，经过外调制滤光片对其进行明暗调制，明暗调制的频率可以通过调节电机的转速带动外调制滤光片转动的速度。进行明暗调制后的光信号入射反射镜片组，反射镜片组由3个球面镜组成，光信号在反射镜片组的3个镜片之间来回反射增加光线在被检测气体的空间内通过的路径长度(其中，反射镜片组置于被测挥发气体环境中)，提高了被测挥发气体检测的灵敏性。经过反射镜片组后的光信号经过双波长热释电红外探测器后转换成两路交流电压信号。两路交流电压信号分别对应波长为3.4um和4.0um的波长分量的光强度，其中，波长为3.4um的波长分量的光强度对应的穿过被测挥发气体后的光信号强度，波长为4.0um的波长分量的光强度对应的为穿过参考气体后的光信号强度。两路交流电压信号经过全桥整流器分别转化成直流电压信号，然后转化后的两路直流电压信号通过差分放大器转换成差值电压信号作为结果输出，其中，参考气体的浓度值是已知的，根据参考气体的浓度值和差值信号，即可得知被检测气体的浓度。本技术提供的基于非分散红外原理的重油挥发检测装置，采用中红外激光器发射非分散以及大功率的红外激光光源，并使用光学外调制技术使得大功率的红外光源本身可以连续稳定发光，通过反射镜片组实现多次反射增加通光路径以提高气体检测的灵敏度，并且使用双波长以及差分放大实现差分检测扣除红外光源自身功率波动造成的气体检测准确度的影响。在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置，其特征在于，包括中红外激光器(1)、电机(2)、外调制滤光片(3)、反射镜片组(4)、双波长热释电红外探测器(5)、两个全桥整流器(6)和差分放大器(7)；所述外调制滤光片(3)固定于所述电机(2)的转轴上，所述中红外激光器(1)、所述外调制滤光片(3)以及所述反射镜片组(4)依次光路耦合连接，所述反射镜片组(4)与所述双波长热释电红外探测器(5)光路连接，所述双波长热释电红外探测器(5)与两个全桥整流器(6)均电性连接，每一个全桥整流器(6)均与所述差分放大器(7)电性连接，其中，所述反射镜片组(4)置于被测挥发气体环境中。
【技术特征摘要】
1.一种基于非分散红外原理的重油挥发检测装置，其特征在于，包括中红外激光器(1)、电机(2)、外调制滤光片(3)、反射镜片组(4)、双波长热释电红外探测器(5)、两个全桥整流器(6)和差分放大器(7)；所述外调制滤光片(3)固定于所述电机(2)的转轴上，所述中红外激光器(1)、所述外调制滤光片(3)以及所述反射镜片组(4)依次光路耦合连接，所述反射镜片组(4)与所述双波长热释电红外探测器(5)光路连接，所述双波长热释电红外探测器(5)与两个全桥整流器(6)均电性连接，每一个全桥整流器(6)均与所述差分放大器(7)电性连接，其中，所述反射镜片组(4)置于被测挥发气体环境中。2.如权利要求1所述的基于非分散红外原理的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡学秋，李亮亮，何志聪，武治国，
申请(专利权)人：武汉新烽光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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